(57)【要約】  ３つの異なる光ディスクを互換使用する場合において、エラー信号等の発生を抑制できる光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置並びに光情報記録再生装置を提供するため、対物レンズに、通過する第１波長λ１の第１光束に回折作用を与えるが、第２波長λ２の第２光束及び第３波長λ３の第３光束に回折作用を与えない第１光路差付与構造と、ブレーズ形状を有する第２光路差付与構造とを設け、第１光路差付与構造と第２光路差付与構造にパワーを持たせて、３つの異なる波長の光束を用いて、異なる光ディスクに対して情報の記録／再生を行うようにする。これにより、例え第１光路差付与構造で最も回折効率が高くなる回折光と、第２光路差付与構造で最も回折効率が高くなる回折光との組み合わせに対し、製造誤差などにより、これとは異なる次数の回折光の回折効率が高まった場合でも、誤検出を回避することができるようになる。
2011114895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長λ１（ｎｍ）の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（ｎｍ）（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（ｎｍ）（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
前記対物レンズは、通過する第１波長λ１の第１光束に回折作用を与えるが、第２波長λ２の第２光束及び第３波長λ３の第３光束に回折作用を与えない第１光路差付与構造と、ブレーズ形状を有する第２光路差付与構造とを有し、
前記第２光路差付与構造の段差ｄ１（ｎｍ）は、前記対物レンズの素材の前記第１波長に対する屈折率をｎ１としたときに、以下の式を満たし、
（１．８×λ１／（ｎ１−１））≦ｄ１≦（３．０×λ１／（ｎ１−１））
（１）
前記第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造は、共にパワーを持つことを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
０．０８≦Ｐ１／Ｐ≦０．１５          （２）
０．０２≦│Ｐ２／Ｐ│≦０．０５      （３）
但し、
Ｐ１：前記第１光路差付与構造のパワー
Ｐ２：前記第２光路差付与構造のパワー
Ｐ：前記対物レンズ全体のパワーであって、Ｐ＞０
【請求項３】
Ｐ２／Ｐは正であることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
Ｐ２／Ｐは負であることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記第１光路差付与構造は、ブレーズ形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項６】
前記第１光路差付与構造は、階段形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項７】
前記第１光路差付与構造は、前記第１光路差付与構造を通過した第１光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１光路差付与構造を通過した第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１光路差付与構造を通過した第３光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第２光路差付与構造は、前記第２光路差付与構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光路差付与構造を通過した第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光路差付与構造を通過した第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項８】
前記第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造とが重畳されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置、光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザ等、波長３９０〜４２０ｎｍのレーザ光源が実用化されている。これら青紫色レーザ光源を使用すると、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物レンズを使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物光学素子のＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。【０００３】
上述のようなＮＡ０．８５の対物レンズを使用する光ディスクの例として、ＢＤ（ブルーレイディスク）が挙げられる。ＮＡが大きいと、光ディスクの傾き（スキュー）に敏感となり、傾きに起因して発生するコマ収差が増大するため、ＢＤでは、ＤＶＤにおける場合よりも保護基板を薄く設計し（ＤＶＤの０．６ｍｍに対して、０．１ｍｍ）、スキューによるコマ収差量を低減している。【０００４】
ところで、ＢＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生（以降、記録／再生、と記す）ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダ（光情報記録再生装置）の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、ＢＤに対して情報の記録／再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているＤＶＤやＣＤに対しても同様に適切に情報の記録／再生ができるようにすることが、ＢＤ用の光ディスクプレーヤ／レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、ＢＤ用の光ディスクプレーヤ／レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、ＢＤとＤＶＤ、更にはＣＤの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。【０００５】
ＢＤとＤＶＤ、更にはＣＤの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、ＢＤ用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。【０００６】
従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、ＢＤ用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物レンズを共通化することが光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化に最も有利となる。尚、記録／再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な対物レンズを得るためには、球面収差の波長依存性を有する回折構造を対物レンズに形成するのが望ましい。【０００７】
特に、３つの異なる波長を使用する光ピックアップ装置においては、色球面収差を利用してＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの互換を実現すべく２つの回折構造を設けるのが一般的であるが、半導体レーザの発振波長のバラツキに起因して発生する色球面収差も補正することが必要になる。これに対し特許文献１には、２つの回折構造を備え、３種類の光ディスクに対して共通に使用可能な対物レンズ、及びこの対物レンズを搭載した光ピックアップ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１９９７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の対物レンズによれば、第１回折構造により、第１波長λ１の光束では最も強い回折光として１次光を発生させ、第２波長λ２の光束では最も強い回折光として０次光を発生させ、第３波長λ３の光束では最も強い回折光として０次光を発生させており、更に第２回折構造により、第１波長λ１の光束では最も強い回折光として２次光を発生させ、第２波長λ２の光束では最も強い回折光として１次光を発生させ、第３波長λ３の光束では最も強い回折光として１次光を発生させている。ここで、ＤＶＤ／ＣＤ使用時には、第１回折構造ではいずれも０次回折光が発生し、従って回折作用を受けないので、色球面収差の発生を抑制できる。加えてＤＶＤ／ＣＤ使用時には、第２回折構造ではいずれも１次回折光が発生するので、従来から実績のあるＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズの設計を利用できる。【００１０】
ところで、特許文献１の対物レンズでは、例えば光路差関数の数値が記載された（表３０）等を参照して、第一領域（丸付き文字２）のＰ２の値がゼロとなることから明らかなように、第２回折構造がパワーを持たない設計となっている。しかるに、第２回折構造がパワーを持たないため、例えばＢＤでは使用する２次回折光に他の次数の光が縦球面収差の光軸上の位置が重なることとなる。ここで設計上は、２次回折光に比べると、両隣に発生する１次回折光や３次回折光等の回折効率は極めて低いから、光検出器上で、本来的には誤ったスポットを検出する恐れは低いはずである。ところが、回折構造は数十ナノメートルの精度が必要な微細な構造であるために、製造誤差などにより１次回折光や３次回折光等の回折効率が理論値より高くなってしまう場合がある。かかる場合、２次回折光の集光スポットに重ねて、１次回折光や３次回折光等の集光スポットが光検出器により誤検出される恐れがある。【００１１】
本発明は、上述の課題を解決することを目的としたものであり、３つの異なる光ディスクを互換使用する場合において、エラー信号等の発生を抑制できる光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置並びに光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の対物レンズは、第１波長λ１（ｎｍ）の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（ｎｍ）（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（ｎｍ）（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
前記対物レンズは、通過する第１波長λ１の第１光束に回折作用を与えるが、第２波長λ２の第２光束及び第３波長λ３の第３光束に回折作用を与えない第１光路差付与構造と、ブレーズ形状を有する第２光路差付与構造とを有し、
前記第２光路差付与構造の段差ｄ１（ｎｍ）は、前記対物レンズの素材の前記第１波長に対する屈折率をｎ１としたときに、以下の式を満たし、
（１．８×λ１／（ｎ１−１））≦ｄ１≦（３．０×λ１／（ｎ１−１））
（１）
前記第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造は、共にパワーを持つことを特徴とする。【００１３】
本発明によれば、通過する第１波長λ１の第１光束に回折作用を与えるが、第２波長λ２の第２光束及び第３波長λ３の第３光束に回折作用を与えない第１光路差付与構造と、ブレーズ形状を有する第２光路差付与構造とを設けることで、３つの異なる波長の光束を用いて、異なる光ディスクに対して情報の記録／再生を行うことができる。又、前記第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造は、共にパワーを持つので、例えば前記第１光路差付与構造で最も回折効率が高くなるｎ次回折光と、前記第２光路差付与構造で最も回折効率が高くなるｍ次回折光との組み合わせに対し、製造誤差などにより、これとは異なる組み合わせの次数の回折光の回折効率が高まった場合でも、近軸パワーを与えて近軸集光位置を光軸方向にずらすことで、誤検出を有効に回避できる。【００１４】
請求項２に記載の対物レンズは、請求項１に記載の発明において、以下の式、
０．０８≦Ｐ１／Ｐ≦０．１５          （２）
０．０２≦│Ｐ２／Ｐ│≦０．０５      （３）
但し、
Ｐ１：前記第１光路差付与構造のパワー
Ｐ２：前記第２光路差付与構造のパワー
Ｐ  ：前記対物レンズ全体のパワーであって、Ｐ＞０
を満たすことを特徴とする。【００１５】
（２）式の値を下限値以上とすることで、第１ディスクに対する第３光ディスクのワーキングディスタンスが長くできると共に、前記第１光路差付与構造から出射される最も回折効率が高くなるｎ次回折光に対し、隣接する（ｎ−１）次回折光又は（ｎ＋１）次回折光の回折効率が高まった場合でも、近軸パワーを与えて集光位置を光軸方向にずらすことで、誤検出を有効に回避できる。但し、（２）式の値が上限値を超えると、回折構造のピッチが細かくなりすぎる恐れがあるため、製造容易の観点から上限値以下とするのがよい。又、（３）式の値を下限値以上とすることで、前記第２光路差付与構造から出射される最も回折効率が高くなるｍ次回折光に対し、隣接する（ｍ−１）次回折光又は（ｍ＋１）次回折光の回折効率が高まった場合でも、近軸パワーを与えて集光位置を光軸方向にずらすことで、誤検出を有効に回避できる。但し、（３）式の値が上限値を超えると、回折構造のピッチが細かくなりすぎる恐れがあるため、製造容易の観点から上限値以下とするのがよい。【００１６】
請求項３に記載の対物レンズは、請求項２に記載の発明において、Ｐ２／Ｐは正であることを特徴とする。これによりＰ２／Ｐが負の場合に比べ、第１光ディスク使用時における色収差を抑えることができ、また前記第２光路差付与構造のピッチも大きくなり、対物レンズを成形する金型の作製に際し、加工が容易で加工性に優れたものとできる。【００１７】
請求項４に記載の対物レンズは、請求項２に記載の発明において、Ｐ２／Ｐは負であることを特徴とする。これによりＰ２／Ｐが正の場合に比べ、第１ディスクに対する第３光ディスクのワーキングディスタンスを長くできる。【００１８】
請求項５に記載の対物レンズは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１光路差付与構造は、ブレーズ形状を有することを特徴とする。これにより、基準波長における回折効率を高く維持できる。【００１９】
請求項６に記載の対物レンズは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１光路差付与構造は、階段形状を有することを特徴とする。これにより、波長変動時における回折効率の変化を小さく抑えることができる。また、効率の高い不要光を、記録・再生に使用する回折光より遠ざけることができる。【００２０】
請求項７に記載の対物レンズは、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記第１光路差付与構造は、前記第１光路差付与構造を通過した第１光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１光路差付与構造を通過した第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１光路差付与構造を通過した第３光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光路差付与構造は、前記第２光路差付与構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光路差付与構造を通過した第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光路差付与構造を通過した第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすることを特徴とする。これにより、３つの異なる波長の光束を用いて、３つの異なる光ディスクに対して情報の記録／再生を有効に行うことができる。【００２１】
請求項８に記載の対物レンズは、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造とが重畳されていることを特徴とする。【００２２】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする。【００２３】
請求項１０に記載の光情報記録再生装置は、請求項９に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする。【００２４】
本発明に係る光ピックアップ装置は、第１光源、第２光源、第３光源の少なくとも３つの光源を有する。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。【００２５】
第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。第１光ディスクがＢＤであり、第２光ディスクがＤＶＤであり、第３光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。なお、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。【００２６】
本明細書において、ＢＤとは、波長３９０〜４１５ｎｍ程度の光束、ＮＡ０．８〜０．９程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．０５〜０．１２５ｍｍ程度であるＢＤ系列光ディスクの総称であり、単一の情報記録層のみ有するＢＤや、複数の情報記録層を有するＢＤ等を含むものである。更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、ＢＤの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。【００２７】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（４）、（５）、（６）、
０．０５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１２５ｍｍ        （４）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ            （５）
１．０ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ            （６）
を満たすことが好ましいが、これに限られない。【００２８】
尚、ここで言う、保護基板の厚さとは、光ディスク表面に設けられた保護基板の厚さのことである。即ち、光ディスク表面から、表面に最も近い情報記録面までの保護基板の厚さのことをいう。【００２９】
本明細書において、第１光源、第２光源、第３光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第１光源から出射される第１光束の第１波長λ１、第２光源から出射される第２光束の第２波長λ２（λ２＞λ１）、第３光源から出射される第３光束の第３波長λ３（λ３＞λ２）は以下の条件式（７）、（８）、
１．５・λ１＜λ２＜１．７・λ１            （７）
１．８・λ１＜λ３＜２．０・λ１            （８）
を満たすことが好ましい。【００３０】
また、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクとして、それぞれ、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第１光源の第１波長λ１は好ましくは、３５０ｎｍ以上、４４０ｎｍ以下、より好ましくは、３９０ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下であって、第２光源の第２波長λ２は好ましくは５７０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下、より好ましくは、６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第３光源の第３波長λ３は好ましくは、７５０ｎｍ以上、８８０ｎｍ以下、より好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。【００３１】
また、第１光源、第２光源、第３光源のうち少なくとも２つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第１光源と第２光源とが１パッケージに固定収納されているようなものをいう。また、光源に加えて、後述する受光素子を１パッケージ化してもよい。【００３２】
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物レンズを移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。【００３３】
集光光学系は、対物レンズを有する。集光光学系は、対物レンズの他にコリメータ等のカップリングレンズを有していることが好ましい。カップリングレンズとは、対物レンズと光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメータは、カップリングレンズの一種で、入射した光を平行光にして出射させるレンズである。本明細書において、対物レンズとは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。対物レンズは、二つ以上の複数のレンズ及び／又は光学素子から構成されていてもよいし、単玉のレンズのみからなっていてもよく、単玉の凸レンズからなる対物レンズであるとより好ましい。また、対物レンズは、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂などで光路差付与構造を設けたハイブリッドレンズであってもよい。対物レンズが複数のレンズを有する場合は、ガラスレンズとプラスチックレンズを混合して用いてもよい。対物レンズが複数のレンズを有する場合、光路差付与構造を有する平板光学素子と非球面レンズ（光路差付与構造を有していてもいなくてもよい）の組み合わせであってもよい。また、対物レンズは、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物レンズは、光路差付与構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。【００３４】
また、対物レンズをガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Ｔｇが４５０℃以下、更に好ましくは４００℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが４５０℃以下であるガラス材料を使用することにより、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことが出来る。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５や、Ｋ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。【００３５】
ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、対物レンズをガラスレンズとすると、質量が大きくなり対物レンズを駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物レンズをガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が４．０以下であるのが好ましく、更に好ましくは比重が３．０以下であるものである。【００３６】
また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料等の脂環式炭化水素系重合体材料を使用するのが好ましい。また、当該樹脂材料は、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５４乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃−１）が−２０×１０−５乃至−５×１０−５（より好ましくは、−１０×１０−５乃至−８×１０−５）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。【００３７】
プラスチックとしては、シクロオレフィン樹脂が好適に用いられ、具体的には、日本ゼオン社製のＺＥＯＮＥＸや、三井化学社製のＡＰＥＬ、ＴＯＰＡＳ  ＡＤＶＡＮＣＥＤ  ＰＯＬＹＭＥＲＳ社製のＴＯＰＡＳ、ＪＳＲ社製ＡＲＴＯＮなどが好ましい例として挙げられる。【００３８】
また、対物レンズを構成する材料のアッベ数は、５０以上であることが好ましい。【００３９】
対物レンズについて、以下に記載する。対物レンズの少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの中間領域と、中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有すると好ましい。中央領域は、対物レンズの光軸を含む領域であることが好ましいが、光軸を含む微小な領域を未使用領域や特殊な用途の領域とし、その周りを中心領域（中央領域ともいう）としてもよい。中央領域、中間領域、及び周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。図１に示されるように、中央領域ＣＮ、中間領域ＭＤ、周辺領域ＯＴは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。中央領域、中間領域、周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。光軸を含む領域（前記中央領域、中間領域、周辺領域に分かれている場合には中央領域）は、通過する第１波長λ１の第１光束に回折作用を与えるが、第２波長λ２の第２光束及び第３波長λ３の第３光束に回折作用を与えない第１光路差付与構造と、ブレーズ形状を有する第２光路差付与構造とを有しており、第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造は、共にパワーを持つ。【００４０】
尚、本明細書で、「回折作用を与えない」とは、光路差付与構造を通過した光束のうち最も光強度が強いのが０次回折光であることを意味し、「回折作用を与える」とは、光路差付与構造を通過した光束のうち最も光強度が強いのが０以外の次数の回折光であることを意味するものとする。【００４１】
対物レンズの中央領域は、第１光ディスク、第２光ディスク及び第３光ディスクの記録／再生に用いられる第１、第２、第３光ディスク共用領域と言える。即ち、対物レンズは、中央領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、中央領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、中央領域を通過する第３光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。また、中央領域に設けられた光路差付与構造は、光路差付与構造を通過する第１光束及び第２光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差／第１光束と第２光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、光路差付与構造は、光路差付与構造を通過した第１光束及び第３光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３との違いにより発生する球面収差／第１光束と第３光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。【００４２】
対物レンズの中間領域は、第１光ディスク、第２光ディスクの記録／再生に用いられ、第３光ディスクの記録／再生に用いられない第１、第２光ディスク共用領域と言える。即ち、対物レンズは、中間領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、中間領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。その一方で、中間領域を通過する第３光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光しない。対物レンズの中間領域を通過する第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。対物レンズを通過した第３光束が第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側（又はスポット中心部）から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部を有することが好ましい。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録／再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録／再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。但し、スポット中心部の周りにスポット中間部が存在せずスポット周辺部があるタイプ、即ち、集光スポットの周りに薄く光が大きなスポットを形成する場合も、そのスポット周辺部をフレアと呼んでもよい。つまり、対物レンズの中間領域を通過した第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましいとも言える。【００４３】
対物レンズの周辺領域は、第１光ディスクの記録／再生に用いられ、第２光ディスク及び第３光ディスクの記録／再生に用いられない第１光ディスク専用領域と言える。即ち、対物レンズは、周辺領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。その一方で、周辺領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光せず、周辺領域を通過する第３光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光しない。対物レンズの周辺領域を通過する第２光束及び第３光束は、第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。つまり、対物レンズの周辺領域を通過した第２光束及び第３光束は、第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。【００４４】
光路差付与構造は、対物レンズの中央領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、光路差付与構造が、中央領域の全面に設けられていることである。また、別の光路差付与構造は、対物レンズの中間領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、別の光路差付与構造が、中間領域の全面に設けられていることである。周辺領域が光路差付与構造を有する場合、当該光路差付与構造は、対物レンズの周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、当該光路差付与構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。【００４５】
また、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。本発明の光路差付与構造は回折構造であることが好ましい。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。また、光路差付与構造を設けた対物レンズが単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、光路差付与構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ光路差を付与させる光路差付与構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。【００４６】
また、本明細書でいう回折構造とは、段差を有し、回折によって光束を収束あるいは発散させる作用を持たせる構造の総称である。例えば、単位形状が光軸を中心として複数並ぶことによって構成されており、それぞれの単位形状に光束が入射し、透過した光の波面が、隣り合う輪帯毎にズレを起こし、その結果、新たな波面を形成することによって光を収束あるいは発散させるような構造を含むものである。回折構造は、好ましくは段差を複数有し、段差は光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。また、光源側レンズ面に回折構造を設けた単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって回折構造からの出射角とレンズに入射するまでの光路長が異なるため、回折構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ回折次数の回折光を発生させる回折構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。【００４７】
ところで、光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、光路差付与構造は、一般に、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状）をとり得、光軸を含む断面形状がブレーズ型構造と階段型構造とに大別される。【００４８】
ブレーズ型構造とは、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、光路差付与構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、鋸歯状の形状ということである。尚、図２の例においては、上方が光源側、下方が光ディスク側であって、母非球面としての平面に光路差付与構造が形成されているものとする。ブレーズ型構造において、１つのブレーズ単位の光軸垂直方向の長さをピッチＰｈという（図２（ａ）、（ｂ）参照）。また、ブレーズの光軸に平行方向の段差の長さを段差量ｄという（図２（ａ）参照）。【００４９】
第１光路差付与構造がブレーズ型構造の場合、段差ｄは、以下の式で表せる。
ｄ＝（１×λＢ）／（ｎ１−１）      （９）
但し、λＢはブレーズ化波長（２２０ｎｍ≦λＢ≦３３０ｎｍ）、ｎ１はブレーズ型構造の波長λ１（ｎｍ）に対する屈折率である。【００５０】
より好ましくは、以下の式（９）′、
（０．５４λ１／（ｎ１−１））≦ｄ≦（０．８１λ１／（ｎ１−１））
（９）′
で表せる。【００５１】
また、階段型構造とは、図２（ｃ）、（ｄ）に示されるように、光路差付与構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、小階段状のもの（階段単位と称する）を複数有するということである。尚、本明細書中、「Ｖレベル」とは、階段型構造の１つの階段単位において光軸垂直方向に対応する（向いた）輪帯状の面（以下、テラス面と称することもある）が、段差によって区分けされＶ個の輪帯面毎に分割されていることをいい、特に３レベル以上の階段型構造は、小さい段差と大きい段差を有することになる。【００５２】
例えば、図２（ｃ）に示す光路差付与構造を、５レベルの階段型構造といい、図２（ｄ）に示す光路差付与構造を、２レベルの階段型構造（バイナリ構造ともいう）という。２レベルの階段型構造について、以下に説明する。光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、対物レンズの光軸を含む複数の輪帯の断面の形状は、光軸に平行に延在する複数の段差面Ｐａ、Ｐｂと、隣接する段差面Ｐａ、Ｐｂの光源側端同士を連結する光源側テラス面Ｐｃと、隣接する段差面Ｐａ、Ｐｂの光ディスク側端同士を連結する光ディスク側テラス面Ｐｄとから形成され、光源側テラス面Ｐｃと光ディスク側テラス面Ｐｄとは、光軸に交差する方向に沿って交互に配置される。【００５３】
また、階段型構造において、１つの階段単位の光軸垂直方向の長さをピッチＰｈという（図２（ｃ）、（ｄ）参照）。また、階段の光軸に平行方向の段差の長さを段差量Ｂ１、Ｂ２という。３レベル以上の階段型構造の場合、大段差量Ｂ１と小段差量Ｂ２とが存在することになる（図２（ｃ）参照）。【００５４】
尚、光路差付与構造は、ある単位形状が周期的に繰り返されている構造であることが好ましい。ここでいう「単位形状が周期的に繰り返されている」とは、同一の形状が同一の周期で繰り返されている形状は当然含む。さらに、周期の１単位となる単位形状が、規則性を持って、周期が徐々に長くなったり、徐々に短くなったりする形状も、「単位形状が周期的に繰り返されている」ものに含まれているとする。【００５５】
光路差付与構造が、ブレーズ型構造を有する場合、単位形状である鋸歯状の形状が繰り返された形状となる。図２（ａ）に示されるように、同一の鋸歯状形状が繰り返されてもよいし、図２（ｂ）に示されるように、光軸から離れる方向に進むに従って、徐々に鋸歯状形状のピッチが長くなっていく形状、又は、ピッチが短くなっていく形状であってもよい。加えて、ある領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸（中心）側とは逆を向いている形状とし、他の領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸（中心）側を向いている形状とし、その間に、ブレーズ型構造の段差の向きを切り替えるために必要な遷移領域が設けられている形状としてもよい。なお、このようにブレーズ型構造の段差の向きを途中で切り替える構造にする場合、輪帯ピッチを広げることが可能となり、光路差付与構造の製造誤差による透過率低下を抑制できる。【００５６】
光路差付与構造が、階段型構造を有する場合、図２（ｃ）で示されるような５レベルの階段単位が、繰り返されるような形状等があり得る。さらに、光軸から離れる方向に進むに従って、徐々に階段単位のピッチが長くなっていく形状や、徐々に階段単位のピッチが短くなっていく形状であってもよい。【００５７】
また、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造は、それぞれ対物レンズの異なる光学面に設けてもよいが、同一の光学面に設けることが好ましい。また、第１光路差付与構造と第２光路差付与構造を同一の光学面に設ける場合、第１光路差付与構造と第２光路差付与構造を同じ位置で重ねる、即ち、重畳することが好ましい。更に、第３光路差付与構造を設ける場合も、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造と同じ光学面に設けることが好ましい。同一の光学面に設けることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、第１光路差付与構造、第２光路差付与構造及び第３光路差付与構造は、対物レンズの光ディスク側の面よりも、対物レンズの光源側の面に設けられることが好ましい。別の言い方では、第１光路差付与構造、第２光路差付与構造及び第３光路差付与構造は、対物レンズの曲率半径の絶対値が小さい方の光学面に設けることが好ましい。【００５８】
第１光路差付与構造は、ブレーズ型構造又は階段型構造である。また、第１光路差付与構造は、第１光路差付与構造を通過した第１光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１光路差付与構造を通過した第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１光路差付与構造を通過した第３光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすると好ましい。【００５９】
第２光路差付与構造は、ブレーズ型構造である。また、第２光路差付与構造は、第２光路差付与構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光路差付与構造を通過した第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光路差付与構造を通過した第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすると好ましい。【００６０】
第２光路差付与構造におけるブレーズの段差ｄ１（ｎｍ）は、ブレーズ型構造の第１波長λ１に対する屈折率をｎ１としたときに、以下の式を満たし、
（１．８×λ１／（ｎ１−１））≦ｄ１≦（３．０×λ１／（ｎ１−１））
（１）
第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造は、共に近軸パワーを持つ。【００６１】
また、以下の式、
０．０８≦Ｐ１／Ｐ≦０．１５          （２）
０．０２≦│Ｐ２／Ｐ│≦０．０５      （３）
但し、
Ｐ１：第１光路差付与構造のパワー
Ｐ２：第２光路差付与構造のパワー
Ｐ  ：対物レンズ全体のパワーであって、Ｐ＞０
を満たすと好ましい。【００６２】
Ｐ２／Ｐは正であっても良いし、負であっても良い。第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造は、一つの光学面において重畳されていても良い。【００６３】
本発明に係るＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換で用いる軸上厚の厚い対物レンズは、製造誤差により不要回折光の効率が高くなっても情報記録面上の集光スポットに影響しないようにするために、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造が第１光束に対して近軸パワーを持っている（本明細書ではパワーを持つともいう）。ここで、「近軸パワーを持つ」とは、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造の光路差関数を後述する数２式で表した場合、Ｃ２ｈ２が０でないことを意味する。回折構造における近軸パワーＰは、一般的に以下の式で表せる。
Ｐ＝−２×Ｂ１×ｍλ          （１０）
但し、Ｂ１は光路差関数係数であり、ｍは回折次数であり、λは波長である。【００６４】
図３（ａ）は、ブレーズ型回折構造と、階段型回折構造の波長変動に対する回折効率の変化を示す図である。図３（ｂ）は、使用波長に対して発生する回折光の次数と回折効率の関係を示す図である。ここでは、回折構造を通過した第１光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、回折構造を通過した第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、回折構造を通過した第３光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする例について説明する。図３において、基準波長λ１＝４０５ｎｍにおける、ブレーズ型回折構造の回折効率は、７４．１％であり、階段型回折構造の回折効率は７１．５％と、ブレーズ型回折構造の回折効率の方が高い。しかしながら、発振波長のバラツキにより基準波長に対し±５ｎｍの波長変動が生じた場合、図３（ａ）に示すようにブレーズ型回折構造の回折効率の変動は３％程度であり、階段型回折構造の回折効率の変動は２％程度と、階段型回折構造の回折効率の変動の方が小さい。すなわち、発振波長のバラツキが少ない光源であれば、ブレーズ型回折構造を用いるのが好ましく、発振波長のバラツキが大きい光源であれば、階段型回折構造を用いるのが好ましい。【００６５】
第１光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ２（ＮＡ１＞ＮＡ２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．７５以上、０．９以下であることが好ましく、より好ましくは、０．８以上、０．９以下である。特にＮＡ１は０．８５であることが好ましい。ＮＡ２は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ２は０．６０又は０．６５であることが好ましい。また、ＮＡ３は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。特にＮＡ３は０．４５又は０．５３であることが好ましい。【００６６】
対物レンズの中央領域と中間領域の境界は、第３光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中央領域と中間領域の境界が、ＮＡ３に相当する部分に形成されていることである。また、対物レンズの中間領域と周辺領域の境界は、第２光束の使用時において、０．９・ＮＡ２以上、１．２・ＮＡ２以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ２以上、１．１５・ＮＡ２以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中間領域と周辺領域の境界が、ＮＡ２に相当する部分に形成されていることである。【００６７】
対物レンズを通過した第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第３光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に存在することが好ましい。【００６８】
また、対物レンズは、以下の条件式（１１）を満たすことが好ましい。
１．０≦ｄｔ／ｆ≦１．５                        （１１）
但し、ｄｔは、対物レンズの光軸上の厚さ（ｍｍ）を表し、ｆは、第１光束における対物レンズの焦点距離（ｍｍ）を表す。【００６９】
ＢＤのような短波長、高ＮＡの光ディスクに対応させる場合、対物レンズにおいて、非点収差が発生しやすくなり、偏心コマ収差も発生しやすくなるという課題が生じるが、条件式（１１）を満たすことにより非点収差や偏心コマ収差の発生を抑制することが可能となる。【００７０】
また、条件式（１１）を満たすことにより、対物レンズの軸上厚の厚い厚肉対物レンズになるため、ＣＤの記録／再生時におけるワーキングディスタンスが短くなりがちになるにも拘わらず、本発明の第１光路差付与構造を対物レンズに設けることにより、ＣＤの記録／再生におけるワーキングディスタンスも十分に確保できるため、本発明の効果がより顕著なものとなる。【００７１】
第１光束、第２光束及び第３光束は、平行光として対物レンズに入射してもよいし、発散光もしくは収束光として対物レンズに入射してもよい。トラッキング時においても、コマ収差が発生することを防止するためには、第１光束、第２光束、及び第３光束を全て平行光又は略平行光として対物レンズに入射させることが好ましい。本発明の第１光路差付与構造を用いることによって、第１光束、第２光束及び第３光束の全てを平行光又は略平行光として対物レンズに入射させることが可能となるため、本発明の効果がより顕著となる。第１光束が平行光又は略平行光になる場合、第１光束が対物レンズに入射する時の対物レンズの結像倍率ｍ１が、下記の式（１２）、
−０．０１＜ｍ１＜０．０１            （１２）
を満たすことが好ましい。【００７２】
また、第２光束を平行光又は略平行光として対物レンズに入射させる場合、第２光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ２が、下記の式（１３）、
−０．０１＜ｍ２＜０．０１            （１３）
を満たすことが好ましい。【００７３】
一方で、第２光束を発散光として対物レンズに入射させる場合、第２光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ２が、下記の式（１３）′、
−０．０２５＜ｍ２≦−０．０１        （１３）′
を満たすことが好ましい。【００７４】
また、第３光束を平行光束又は略平行光束として対物レンズに入射させる場合、第３光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ３が、下記の式（１４）、
−０．０１＜ｍ３＜０．０１            （１４）
を満たすことが好ましい。【００７５】
一方で、第３光束を発散光として対物レンズに入射させる場合、第３光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ３が、下記の式（１４）′、
−０．０２５＜ｍ３≦−０．０１        （１４）′
を満たすことが好ましい。【００７６】
また、第３光ディスクを用いる際の対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ）は、０．１５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．３ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下である。次に、第２光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．２ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、第１光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．２５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。【００７７】
本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。【００７８】
ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に取り出される方式とがある。【００７９】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。【００８０】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００８１】
本発明によれば、３つの異なる光ディスクを互換使用する場合において、エラー信号等の発生を抑制できる光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置並びに光情報記録再生装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施の形態にかかる単玉の対物レンズＯＬを光軸方向に見た図である。
【図２】光路差付与構造の例を示す軸線方向断面図である。
【図３】（ａ）は、ブレーズ型回折構造と、階段型回折構造の波長変動に対する回折効率の変化を示す図であり、（ｂ）は、使用波長に対して発生する回折光の次数と回折効率の関係を示す図である。
【図４】異なる光ディスクであるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。
【図５】第１光路差付与構造の一例としての階段型構造を示す概略図である。
【図６】実施例１の縦球面収差図であり、図中のＢ１〜Ｂ５，Ｄ１〜Ｄ５，Ｃ１〜Ｃ５は、それぞれ表４の上側の同じ符号で示す光束に対応する。
【図７】実施例２の縦球面収差図であり、図中のＢ１〜Ｂ５，Ｄ１〜Ｄ５，Ｃ１〜Ｃ５は、それぞれ表４の上側の同じ符号で示す光束に対応する。
【図８】実施例３の縦球面収差図であり、図中のＢ１〜Ｂ５，Ｄ１〜Ｄ５，Ｃ１〜Ｃ５は、それぞれ表４の下側の同じ符号で示す光束に対応する。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図４は、異なる光ディスクであるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第１光ディスクをＢＤとし、第２光ディスクをＤＶＤとし、第３光ディスクをＣＤとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。
【００８４】
図４に示す光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物レンズＯＬ、λ／４波長板ＱＷＰ、コリメートレンズＣＯＬ、偏光ビームスプリッタＢＳ、ダイクロイックプリズムＤＰ、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ１＝４０５ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１半導体レーザＬＤ１（第１光源）と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ２＝６６０ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２半導体レーザＬＤ２（第２光源）及びＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ３＝７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する第３半導体レーザＬＤ３を一体化したレーザユニットＬＤＰ、センサレンズＳＥＮ、光検出器としての受光素子ＰＤ等を有する。
【００８５】
対物レンズＯＬに形成された第１光路差付与構造は、第１光路差付与構造を通過した第１光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１光路差付与構造を通過した第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１光路差付与構造を通過した第３光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。又、対物レンズＯＬに形成された第２光路差付与構造は、第２光路差付与構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光路差付与構造を通過した第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光路差付与構造を通過した第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。更に、以下の式、
０．０８≦Ｐ１／Ｐ≦０．１５          （２）
０．０２≦│Ｐ２／Ｐ│≦０．０５      （３）
但し、
Ｐ１：第１光路差付与構造のパワー
Ｐ２：第２光路差付与構造のパワー
Ｐ  ：対物レンズ全体のパワーであって、Ｐ＞０
を満たす。
【００８６】
第１半導体レーザＬＤ１から射出された第１光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、実線で示すように、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、偏光ビームスプリッタＢＳを通過した後、コリメートレンズＣＯＬを通過して平行光となり、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、不図示の絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＬに入射する。ここで、対物レンズＯＬの中央領域と中間領域と周辺領域により集光された光束は、厚さ０．１ｍｍの保護基板ＰＬ１を介して、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【００８７】
情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＬ、不図示の絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＯＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣ１により対物レンズＯＬをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＢＤに記録された情報を読み取ることができる。ここで、第１光束に波長変動が生じた場合や、複数の情報記録層を有するＢＤの記録／再生を行う場合、波長変動や異なる情報記録層に起因して発生する球面収差を、倍率変更手段としてのコリメートレンズＣＯＬを光軸方向に変化させて、対物光学素子ＯＬに入射する光束の発散角又は収束角を変更することで補正できるようになっている。
【００８８】
レーザユニットＬＤＰの第２半導体レーザＬＤ２から射出された第２光束（λ２＝６６０ｎｍ）の発散光束は、点線で示すように、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬを通過し、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＬに入射する。ここで、対物レンズＯＬの中央領域と中間領域により集光された（周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に形成されるスポットとなり、スポット中心部を形成する。
【００８９】
情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＬを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＯＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００９０】
レーザユニットＬＤＰの第３半導体レーザＬＤ３から射出された第３光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、一点鎖線で示すように、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬを通過し、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＬに入射する。ここで、対物レンズＯＬの中央領域により集光された（中間領域及び周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ１．２ｍｍの保護基板ＰＬ３を介して、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
【００９１】
情報記録面ＲＬ３上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＬを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＯＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【実施例】
【００９２】
以下、上述した実施の形態に用いることができる実施例について説明する。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５×Ｅ−３）を用いて表す場合がある。また、対物レンズの光学面は、それぞれ数１式に表に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。【００９３】
【数１】
2011114895.tif 000003
【００９４】
ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａｉは非球面係数、ｈは光軸からの高さ、ｒは近軸曲率半径である。【００９５】
また、回折構造を用いた実施例の場合、その回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路差は、数２式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。【００９６】
【数２】
2011114895.tif 000004
【００９７】
尚、λは入射光束の波長、λＢは設計波長（ブレーズ型回折構造の場合ブレーズ化波長ともいう）、ｄｏｒは回折次数、Ｃ２ｉは光路差関数の係数である。【００９８】
また、（１０）式のＢ１は、Ｂ１＝Ｃ２／λＢで表記される。【００９９】
（実施例１）
実施例１のレンズデータを表１に示す。又、実施例１の階段型である第１光路差付与構造（回折構造１）の概念図を図５に示す（図５は実施例１の実際の形状とは異なり、あくまでも概念図である）。実施例１の第２光路差付与構造はブレーズ型回折構造である。実施例１の対物レンズは、波長λ１の光束に関してｆ＝２．２ｍｍの焦点距離を有し、Ｐ２／Ｐは負であり、第１光路差付与構造の設計波長λＢを０．２５×０．４０５μｍとして、第１光路差付与構造の段差ｄ＝０．２５×０．４０５μｍ／（１．５２５−１）＝０．１９３μｍである。又、第１波長λ１を０．４０５μｍ（＝４０５ｎｍ）として、第２光路差付与構造の段差ｄ１＝２×０．４０５μｍ／（１．５２５−１）＝１．５４３μｍであるので式（１）を満たしている（但し、対物レンズの素材の屈折率ｎ１＝１．５２５とする）。尚、実施例の段差ｄ、ｄ１は、平行平板上に光路差付与構造を形成した場合の光軸方向の理論的な段差量を示しており、本実施の形態のごとき軸上厚が最も厚くなる非球面のレンズに、光軸を中心とした輪帯状の光路差付与構造を形成すると、光軸から離れるに従って段差は大きくなる傾向がある。但し、ＮＡ０．８前後の対物レンズの場合、段差ｄ１は、（３．０×λ１／（ｎ１−１））を超えることは殆どない。【０１００】
【表１】
2011114895.tif 000005
【０１０１】
（実施例２）
実施例２のレンズデータを表２に示す。又、実施例２の階段型である第１光路差付与構造（回折構造１）は図５に示すものと同じである。実施例２の第２光路差付与構造はブレーズ型回折構造である。実施例２の対物レンズは、波長λ１の光束に関してｆ＝２．２ｍｍの焦点距離を有し、Ｐ２／Ｐは正であり、第１光路差付与構造の設計波長λＢを０．２５×０．４０５μｍとして、第１光路差付与構造の段差ｄ＝０．２５×０．４０５μｍ／（１．５２５−１）＝０．１９３μｍである。又、第１波長λ１を０．４０５μｍ（＝４０５ｎｍ）として、第２光路差付与構造の段差ｄ１＝２×０．４０５μｍ／（１．５２５−１）＝１．５４３μｍであるので式（１）を満たしている（但し、対物レンズの素材の屈折率ｎ１＝１．５２５とする）。【０１０２】
【表２】
2011114895.tif 000006
【０１０３】
（実施例３）
実施例３のレンズデータを表３に示す。又、実施例３の第１光路差付与構造はブレーズ型回折構造であり、第２光路差付与構造はブレーズ型回折構造である。実施例３の対物レンズは、波長λ１の光束に関してｆ＝１．８ｍｍの焦点距離を有し、Ｐ２／Ｐは負であり、ブレーズ化波長λＢ＝０．２８４７μｍとして、第１光路差付与構造の段差ｄ＝０．２８４７μｍ／（１．５２５−１）＝０．５４２μｍである。又、第１波長λ１を０．４０５μｍ（＝４０５ｎｍ）として、第２光路差付与構造の段差ｄ１＝２×０．４０５μｍ／（１．５２５−１）＝１．５４３μｍであるので式（１）を満たしている（但し、対物レンズの素材の屈折率ｎ１＝１．５２５とする）。【０１０４】
【表３】
2011114895.tif 000007
【０１０５】
表４に、各実施例の回折光の光強度の関係について示す。実施例１及び実施例２の第１光路差付与構造（回折構造１）においては、波長λ１＝４０５ｎｍの光束が入射したときに最も強い回折光として１次回折光を発生し、２番目に強い回折光として−３次回折光を発生し、３番目に強い回折光として０次回折光を発生する。又、波長λ２＝６６０ｎｍの光束が入射したときに最も強い回折光として０次回折光を発生し、２番目に強い回折光として１次回折光を発生し、３番目に強い回折光として−１次回折光を発生する。更に、波長λ３＝７９０ｎｍの光束が入射したときに最も強い回折光として０次回折光を発生し、２番目に強い回折光として１次回折光を発生し、３番目に強い回折光として−１次回折光を発生する。【０１０６】
次に、実施例１及び実施例２の第２光路差付与構造（回折構造２）においては、波長λ１＝４０５ｎｍの光束が入射したときに最も強い回折光として２次回折光を発生し、２番目に強い回折光として３次回折光を発生し、３番目に強い回折光として１次回折光を発生する。又、波長λ２＝６６０ｎｍの光束が入射したときに最も強い回折光として１次回折光を発生し、２番目に強い回折光として２次回折光を発生し、３番目に強い回折光として０次回折光を発生する。更に、波長λ３＝７９０ｎｍの光束が入射したときに最も強い回折光として１次回折光を発生し、２番目に強い回折光として０次回折光を発生し、３番目に強い回折光として２次回折光を発生する。【０１０７】
これらの回折構造１において発生する各次数の回折光の回折効率と、回折構造２に置いて発生する各次数の回折効率とをかけ合わせることによって、回折構造１と回折構造２とを重畳した構造においてどの次数の回折光が最も多く発生するかが分かる。例えば、４０５ｎｍの光束においては、回折構造１では１次回折光が最も多く発生し、回折構造２では２次回折光が最も多く発生するため、当然ながら＜回折構造１の回折次数、回折構造２の回折次数＞＝＜１，２＞の組み合わせが最も多く発生する回折光となる。次に多いものは、回折構造１において２番目に多く発生する−３次回折光の回折効率と、回折構造２において最も多く発生する２次回折光の回折効率をかけ合わせた値（０．０７９＊１）＝０．０７９と、回折構造１において最も多く発生する１次回折光の回折効率と、回折構造２において２番目に多く発生する３次回折光の回折効率をかけ合わせた値（０．７１５＊０）＝０の値を比較して、多い方が２番目に多いものとなる。結果、次に光量が多い回折光の組み合わせは、＜−３，２＞となる。このような計算を繰り返すことで、表４に記載したように、各回折次数の回折光の組み合わせにおける光量の序列がわかる。【０１０８】
【表４】
2011114895.tif 000008
【０１０９】
図６は、実施例１の対物レンズにおける縦球面収差図である。波長λ１＝４０５ｎｍについての縦球面収差図である図６（ａ）においては、表４を参照して、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｂ１）を出射した際の出射光量が最大（効率７２％）となり、第１光路差付与構造から出射した−３次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｂ２）を出射した際の出射光量が２番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｂ３）を出射した際の出射光量が３番目に高く、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して３次回折光（Ｂ４）を出射した際の出射光量が４番目に高く、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｂ５）を出射した際の出射光量が５番目に高い。ここで、図６（ａ）から明らかなように、ＢＤ使用時に用いる光束Ｂ１の球面収差に対し、不要光である光束Ｂ４，Ｂ５の球面収差カーブが近接する。しかるに、製造誤差等によって不要光束Ｂ４，Ｂ５の効率が増大した場合でも、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造にパワーを持たせることで、不要光束Ｂ４，Ｂ５の光軸上の集光位置を、使用光束Ｂ１からシフトさせることができ、これにより読み取りエラー等を抑制できる。【０１１０】
又、波長λ２＝６６０ｎｍについての縦球面収差図である図６（ｂ）においては、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｄ１）を出射した際の出射光量が最大（効率４２％）となり、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｄ２）を出射した際の出射光量が２番目に高く、第１光路差付与構造から出射した−１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｄ３）を出射した際の出射光量が３番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｄ４）を出射した際の出射光量が４番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して０次回折光（Ｄ５）を出射した際の出射光量が５番目に高い。ここで、図６（ｂ）から明らかなように、ＤＶＤ使用時に用いる光束Ｄ１の球面収差に対し、不要光である光束Ｄ４，Ｄ５の球面収差カーブが近接する。しかるに、製造誤差等によって不要光束Ｄ４，Ｄ５の効率が増大した場合でも、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造にパワーを持たせることで、不要光束Ｄ４，Ｄ５の光軸上の集光位置を、使用光束Ｄ１からシフトさせることができ、これにより読み取りエラー等を抑制できる。【０１１１】
更に、波長λ３＝７９０ｎｍについての縦球面収差図である図６（ｃ）においては、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｃ１）を出射した際の出射光量が最大（効率６０％）となり、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｃ２）を出射した際の出射光量が２番目に高く、第１光路差付与構造から出射した−１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（不図示）を出射した際の出射光量が３番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して０次回折光（Ｃ４）を出射した際の出射光量が４番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｃ５）を出射した際の出射光量が５番目に高い。ここで、図６（ｃ）から明らかなように、ＣＤ使用時に用いる光束Ｃ１の球面収差に対し、不要光である光束Ｃ４，Ｃ５の球面収差カーブが近接する。しかるに、製造誤差等によって不要光束Ｃ４，Ｃ５の効率が増大した場合でも、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造にパワーを持たせることで、不要光束Ｃ４，Ｃ５の光軸上の集光位置を、使用光束Ｃ１からシフトさせることができ、これにより読み取りエラー等を抑制できる。【０１１２】
図７は、実施例２の対物レンズにおける縦球面収差図である。波長λ１＝４０５ｎｍについての縦球面収差図である図７（ａ）においては、表４を参照して、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｂ１）を出射した際の出射光量が最大（効率７２％）となり、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｂ２）を出射した際の出射光量が２番目に高く、第１光路差付与構造から出射した２次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｂ３）を出射した際の出射光量が３番目に高く、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して３次回折光（Ｂ４）を出射した際の出射光量が４番目に高く、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｂ５）を出射した際の出射光量が５番目に高い。ここで、図７（ａ）から明らかなように、ＢＤ使用時に用いる光束Ｂ１の球面収差に対し、不要光である光束Ｂ４，Ｂ５の球面収差カーブが近接する。しかるに、製造誤差等によって不要光束Ｂ４，Ｂ５の効率が増大した場合でも、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造にパワーを持たせることで、不要光束Ｂ４，Ｂ５の光軸上の集光位置を、使用光束Ｂ１からシフトさせることができ、これにより読み取りエラー等を抑制できる。【０１１３】
又、波長λ２＝６６０ｎｍについての縦球面収差図である図７（ｂ）においては、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｄ１）を出射した際の出射光量が最大（効率４２％）となり、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｄ２）を出射した際の出射光量が２番目に高く、第１光路差付与構造から出射した−１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｄ３）を出射した際の出射光量が３番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｄ４）を出射した際の出射光量が４番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して０次回折光（Ｄ５）を出射した際の出射光量が５番目に高い。ここで、図７（ｂ）から明らかなように、ＤＶＤ使用時に用いる光束Ｄ１の球面収差に対し、不要光である光束Ｄ４，Ｄ５の球面収差カーブが近接する。しかるに、製造誤差等によって不要光束Ｄ４，Ｄ５の効率が増大した場合でも、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造にパワーを持たせることで、不要光束Ｄ４，Ｄ５の光軸上の集光位置を、使用光束Ｄ１からシフトさせることができ、これにより読み取りエラー等を抑制できる。【０１１４】
更に、波長λ３＝７９０ｎｍについての縦球面収差図である図７（ｃ）においては、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｃ１）を出射した際の出射光量が最大（効率６０％）となり、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｃ２）を出射した際の出射光量が２番目に高く、第１光路差付与構造から出射した−１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｃ３）を出射した際の出射光量が３番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して０次回折光（Ｃ４）を出射した際の出射光量が４番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｃ５）を出射した際の出射光量が５番目に高い。ここで、図７（ｃ）から明らかなように、ＣＤ使用時に用いる光束Ｃ１の球面収差に対し、不要光である光束Ｃ４，Ｃ５の球面収差カーブが近接する。しかるに、製造誤差等によって不要光束Ｃ４，Ｃ５の効率が増大した場合でも、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造にパワーを持たせることで、不要光束Ｃ４，Ｃ５の光軸上の集光位置を、使用光束Ｃ１からシフトさせることができ、これにより読み取りエラー等を抑制できる。【０１１５】
図８は、実施例３の対物レンズにおける縦球面収差図である。波長λ１＝４０５ｎｍについての縦球面収差図である図８（ａ）においては、表４を参照して、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｂ１）を出射した際の出射光量が最大（効率７２％）となり、第１光路差付与構造から出射した−３次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｂ２）を出射した際の出射光量が２番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｂ３）を出射した際の出射光量が３番目に高く、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して３次回折光（Ｂ４）を出射した際の出射光量が４番目に高く、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｂ５）を出射した際の出射光量が５番目に高い。ここで、図８（ａ）から明らかなように、ＢＤ使用時に用いる光束Ｂ１の球面収差に対し、不要光である光束Ｂ４，Ｂ５の球面収差カーブが近接する。しかるに、製造誤差等によって不要光束Ｂ４，Ｂ５の効率が増大した場合でも、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造にパワーを持たせることで、不要光束Ｂ４，Ｂ５の光軸上の集光位置を、使用光束Ｂ１からシフトさせることができ、これにより読み取りエラー等を抑制できる。【０１１６】
又、波長λ２＝６６０ｎｍについての縦球面収差図である図８（ｂ）においては、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｄ１）を出射した際の出射光量が最大（効率４２％）となり、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｄ２）を出射した際の出射光量が２番目に高く、第１光路差付与構造から出射した−１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｄ３）を出射した際の出射光量が３番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｄ４）を出射した際の出射光量が４番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して０次回折光（Ｄ５）を出射した際の出射光量が５番目に高い。ここで、図８（ｂ）から明らかなように、ＤＶＤ使用時に用いる光束Ｄ１の球面収差に対し、不要光である光束Ｄ４，Ｄ５の球面収差カーブが近接する。しかるに、製造誤差等によって不要光束Ｄ４，Ｄ５の効率が増大した場合でも、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造にパワーを持たせることで、不要光束Ｄ４，Ｄ５の光軸上の集光位置を、使用光束Ｄ１からシフトさせることができ、これにより読み取りエラー等を抑制できる。【０１１７】
更に、波長λ３＝７９０ｎｍについての縦球面収差図である図８（ｃ）においては、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｃ１）を出射した際の出射光量が最大（効率６０％）となり、第１光路差付与構造から出射した１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｃ２）を出射した際の出射光量が２番目に高く、第１光路差付与構造から出射した−１次回折光が、第２光路差付与構造に入射して１次回折光（Ｃ３）を出射した際の出射光量が３番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して０次回折光（Ｃ４）を出射した際の出射光量が４番目に高く、第１光路差付与構造から出射した０次回折光が、第２光路差付与構造に入射して２次回折光（Ｃ５）を出射した際の出射光量が５番目に高い。ここで、図８（ｃ）から明らかなように、ＣＤ使用時に用いる光束Ｃ１の球面収差に対し、不要光である光束Ｃ４，Ｃ５の球面収差カーブが近接する。しかるに、製造誤差等によって不要光束Ｃ４，Ｃ５の効率が増大した場合でも、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造にパワーを持たせることで、不要光束Ｃ４，Ｃ５の光軸上の集光位置を、使用光束Ｃ１からシフトさせることができ、これにより読み取りエラー等を抑制できる。【０１１８】
表５に、実施例１〜３の特徴となる数値をまとめて示す。【０１１９】
【表５】
2011114895.tif 000009
【０１２０】
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。例えば、光源から出射された光束を、先に第２光路差付与構造を通過させ、その後で第１光路差付与構造を通過させても良い。
【符号の説明】
【０１２１】
ＡＣ１  ２軸アクチュエータ
ＢＳ  偏光ビームスプリッタ
ＣＮ  中央領域
ＣＯＬ  コリメートレンズ
ＤＰ  ダイクロイックプリズム
ＬＤ１  第１半導体レーザ
ＬＤ２  第２半導体レーザ
ＬＤ３  第３半導体レーザ
ＬＤＰ  レーザユニット
ＭＤ  中間領域
ＯＬ  対物レンズ
ＯＴ  周辺領域
ＰＤ  受光素子
ＰＬ１  保護基板
ＰＬ２  保護基板
ＰＬ３  保護基板
ＰＵ１  光ピックアップ装置
ＱＷＰ  λ／４波長板
ＲＬ１  情報記録面
ＲＬ２  情報記録面
ＲＬ３  情報記録面
ＳＥＮ  センサレンズ
【図１】
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【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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